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Lichtelektrisches Gerät zum Auslösen von Schaltvorgängen Die Erfindung
bezieht sich auf ein lichtelektrisches Gerät, das zum Auslösen von Schaltvorgängen
dient, und zwar handelt es sich um ein solches Gerät, bei dem der Sender und der
Empfänger nahe beieinander angeordnet sind und dem Sender gegenüber ein Spiegel
fest oder beweglich angeordnet ist, der das Licht ungefähr in der Einfallsrichtung
zurück auf den Empfänger wirft. Die störenden Einflüsse, wid z. B. die Wirkung anderer
Lichtquellen, können in bekannter Weise von der lichtelektrischen Empfangseinrichtung
ferngehalten werden, wenn man mit einem solchen Gerät in ihrer Helligkeit schwankende
Lichtbündel aussendet und dafür sorgt, daß die Empfangseinrichtung nur auf solche
Licht anspricht. Zur Erzeugung der Helligkeitsschwankung wird meist ein Unterbrecherkörper,
z. B. eine rotierende L;nterbrecherscheibe, in der Nähe der Sendelichtquelle angeordnet.
Tritt ein undurchsichtiger Körper, z. B. eine Person, in das vom Sender auf den
Spiegel gerichtete Lichtbündel, so kann zwar von dem Spiegel das Lichtbündel nicht
zurück auf den Empfänger geworfen werden, wohl aber kann der von dem undurchsichtigen
Körper selbst diffus zurückgestrahlte Anteil des vom Sender auf ihn geworfenen Lichtes
so groß sein, daß der diffus reflektierende Körper die Aufgabe des Spiegels übernimmt,
wodurch die Anlage unwirksam wird. Dies wird insbesondere dann eintreten, wenn es
sich um eine Person mit heller Kleidung oder um einen hellen Gegenstand handelt.
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Um diesen Nachteil zu beheben, wird nach der Erfindung der Unterbrecherkörper
so gestaltet, daß der von ihm hindurchgelassene Teil des Lichtes in seiner Intensität
nahezu unveränderlich ist; ferner wird nach der Erfindung der Unterbrechcrkörper
mit Hilfe eines optischen Systems am Orte des Spiegels abgebildet und die Breite
der Spiegelöffnung in Riehtunt;
der Bildwanderung des am Orte des
Spiegels abgebildeten l'nterbrecherkörpers so schmal ausgeführt, claß die vorn Spiegel
zurückgeworfene Lichtmenge periodisch schwankt.
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Tritt ein undurchsichtiger Körper in das ausgesandte Lichtbündel ein,
so wird er, da auf ihm keine scharfe Abbildung des Unterbrecherkörpers zustande
kommt. von einem Lichtbündel von unveränderlicher Intensität getroffen. Der Körper
wirft dann ein ungefiilir gleichförmig strahlendes Licht diffus zurück; das auf
die Empfangseinrichtung wie eine Unterbrechung des vom Sender ausgesandten Lichtbündels
wirkt, wenn die elektrische Schaltanordnung des Empfängers so getroffen ist, daß
der Empfänger nur anspricht, solange er von einem in seiner Helligkeit schwankenden
Lichtbündel getroffen wird.
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Falls der Durchgang eines diffus reflektierenden Körpers durch das
Lichtbündel überwacht werden soll. dessen Ausdehnung in Richtung der Bildwanderung
so gering ist, daß von ihm kein Licht von unveränderlicher Intensität reflektiert
wird. sondern nur solches, das in seiner Helligkeit periodisch schwankt, wobei vorausgesetzt
ist daß der Körper mit seinem Schatten den Spiegel verdeckt, so ist es vorteilhaft,
einen Spiegel zu verwenden, an dem -körperliche Blenden angeordnet sind. Zweckmäßigerweise
werden an dem Spiegel senkrecht zu der Richtung der Bildwanderung des am Orte des
Spiegels abgebildeten Unterbrecherkörpers stehende gleich breite Blendenstreifen
so angeordnet, daß eine Mehrzahl von gleich breiten Lichtdurchtrittsöffnungen vorhanden
ist: ferner wird die Breite des Bildes des am Orte des Spiegels abgebildeten Lichtunterbrechungsteiles
mindestens gleich der Breite einer Lichtdurchtrittsöffnung des Spiegels und die
Teilung des am Orte des Spiegels abgebildeten Unterbrecherkörpers gleich der ganzen
Breite der Stralilendurchtrittsöffnun- des Spiegels gewählt, so daß die von dem
Spiegel auf den Empfänger zurückgeworfene Lichtmenge eine periodische Schwankung
aufweist, deren Frequenz gleich der Anzahl der in der Zeiteinheit an dem Spiegel
vorübergehenden Bilder der Lichtunterbrechungsteile des
Vnterbrecherkörpers
vervielfacht mit der Anzahl der auf dein Spiegel vorgesehenen Lichtdurchtrittsöffnungen
ist. An Stelle des l.ichtunterbrechungsteiles kann auch der Lichtdurchlaßteil der
vorhergenaniten Bedin-gung unterworfen sein. Bei einer ungeraden Anzahl von
gleich breit angeordneten Lichtdurchtrittsöffnungen wird die Breite des Bildes des
am Orte des Spiegels abge1ülcleteit I.ichtunterbrechungsteiles gleich (10r hallten
und die Teilung des ain Orte des Spiegels abganzen Breite der Strahlendurchtrittsöffinnig
des Spiegels gewählt. :1m Wesen der Ertindung ändert sich nichts, wenn die hlendstre
i ten nicht unmittelbar ain Spiegel. sondern in dessen Nähe aii"eorclnet sind. An
Stelle e:iic Planspiegels lüßt sich finit Vorteil auch ein Winkel- oder ein Tripelspiegel
verwenden.
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Beispielsweise Ausführtingsforinen des Gegenstandes der Erfindung
sind in den Abb. i bis i= der Zeichnung dargestellt, .und zwar zeigt Abb. i den
Lichtstrahlensender teilweise im Längsschnitt, Abb. 2 dieUnterbrecherscheibe nach
AN). i in Ansicht und .Abb. 3 bis i z fünf Beispiele von Tripelspiegeln mit
streifenförmigen Blenden bedeckten Strahlendurchtrittsöffnun-en sowie die zugehörigen
Intensitätskurven des von dein Spiegel zurückgeworfenen Lichtes.
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Nach Abb. i enthält das Lichtstrahlensendergehäuse i eine Lichtduelle
a in Gestalt einer elektrischen Glühlampe. deren Glühfaden 3 mit Hilfe eines atis
zwei Saniniellinsen.I und ; bestehenden liondensors an; Orte einer Sammellinse h
vt#rgrii1.1@rt a@ir@c@üldet wird. In unmittelbarer Nähe (lieber Sammellinse befindet
sielt eine l'ntorlirt-clierscheibe i, die mittels einer aus einer plankonvexen Lilise
e und einer auf dieser aufgekitteten kleineren Linse 9 gestehenden Sammellinse am
Orte eines Tripelspiegels io abgebildet wird. Der Antrieb der Unterbrecherscheibe
7 erfolgt über ein Zahnräderpaar i i, 12 voll einem Motor 13 aus. Als Tripelspiegel
findet ein solcher Anwendung. der das auftreffende Lichtbündel in zwei Teilstrahlenbündel
aufspaltet und diese beiden Teilstrahlenbündel auf den von der Linso o nicht bedeckten
ringförmigen Teil der Unsc 8 zurückwirft. Zwischen der Sammellinse 8. o und
der Unterbrecherscheibe; i.,t ein ringfüriniger Spiegel i.t unter einem Winkel ztir
Hauptachse des ausgesandten L:clitliiinilels geneigt an-eordnet, der die von denn
Tripel-#liiegel io auf den rin-förmigen_ "feil der Sammellinse b zurückgeworfenen
und durch ,Niesen hindurchtretenden Lichtbündel auf eine lichtempfindliche Zelle
i; richtet. Die Brennweite des riiigfiirinigen "feiles der Saniniellinse8 ist größerals
die ihres inittlereil. durch die beiden Linsen 8 und 9 #-ebildeteli 'feiles, Wodurch
der ringförmige Spiegel 14 ,;o atts-childet werden kann, claß er nicht a1. Nilende
für den Sendelichtkegel wirkt. 1)i0 mittlere lichte Weite der Lichtdurchtrittsöftnungen
und die mittlere Breite der Lichtunterbrechungsteile der l'iterbreclier:rlieil10
; sind, wie-aus Abh. a ersichtlich ist, so bemessen, claß in jeder Stellung= der
l@nterilrccherscheilx
Strahlenbündel ungefähr zur Hälfte abdecken.
Wird die Unterbrecherscheibe7 in Unidreliting versetzt, so wandern die Lichtunterbrechun-steile
der Unterbrecherscheibe durch (las ausgesandte Strahlenhi-indel, und die Strahlendurchtrittsfläche
des Tripelspiegels ro wird finit Wechsellicht versorgt, wenn die Strahlendurchtrittsfläche
Eies Tripelspiegels höchstens gleich einem am Orte des Tripelspiegels abgebildeten
Lichtunterbrechungsteil der Unterbrecherscheibe 7 ist. Die Zelle i j ist an einer
in Abb. i nicht dargestellten Verstärkereinrichtung angeschlossen und finit einer
Schaltanordnung elektrisch so verbunden zu . (lenken, daß diese nur dann-in Tätigkeit
tritt, wenn auf die Zelle Wechsellicht auftrifft.
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In Abb. 3 ist ein Tripelspiegel 16 mit einer kreisförmigen Strahlendurchtrittsöffnung
veranschaulicht, der mit drei Blenden 17, 18 und ig so bedeckt ist, daß auf der
Strahlendurchtrittsfläche zwei gleich breite, symmetrisch zu ((er..- Mitte des Spiegels
liegende streifenförmige Lichtdurchtrittsöffnungen 20 -und 2 1 vorhanden
sind, die senkrecht auf der Richtung der Bildwanderung der am Orte des Spiegels
abgebildeten Unterbrecherscheibe stehen. Die Breite a des am Orte des Tripelspiegels
16 abgebildeten Lichtunterbrechungsteiles 22 ist gleich der Breite der Lichtdurchtrittsöffnung
2o und die Teilung t der Unterbrecherscheibe am Orte des Spiegels gleich der Breite
der Strahlendurchtrittsöffnung gewählt. Das auf den Tripelspiegel auftreffende Lichtbündel
wird, wie die graphische Darstellung, auf deren Abrisse die Breite der Spiegelöffnung
und auf deren Ordinate die Intensität des Lichtes aufgetragen ist, in der nachfolgenden
Abb. :f veranschaulicht, wenn das Bild der Unterbrecherscheibe über die Strahlendurc`htrittsöffnung
wandert, zweimal in seiner Intensität geschwächt, so daß das von dem Spiegel zurückgeworfene
Lichtbündel eine periodische Schwankung aufweist, deren Frequenz gleich der Anzahl
der in der Zeiteinheit an dem Spiegel vorübergehenden Bilder der I_ichtunterbrechungsteile
des UnterbrecherkÖrpers vervielfacht mit der Anzahl der auf dem Spiegel vorgesehenen
Lichtdurclitrittsöffnungen ist.
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Die Abb. 5 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie die nach
Abb. 3, nur mit dem Unterschied, daß die Breite ä des Lichtdurchlaßteiles 23 der
am Orte des Tripelspiegels abgebildeten Unterbrecherscheibe gleich der Breite der
Lichtdurchtrittsö ffnung 2o ist. Pie Intensitätskurve des von dem 1'rihcl@l)iegef
zurückgeworfenen Lichtes, wenn da; Bild eines Lichtdurchlaßteiles über die Strahlendurchtrittsöffnung
wandert, ist in (fier nachfolgenden Abb. f> veranschaulicht.
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Nach Abb.7 ist die Strahlendurchtrittsöffnung des Tripel.,piegel,
mit vier B(eiielett 24, :3, ?( 1111c1 2; :o bedeckt, daß auf der Stralilerichirclitritt:ftiiclie
drei gleich breite. zti ,leg Spiegelmitte symmetrisch fierende stre ifeniiirniige
Lichtdurchtrittsiitinungen 2 8, 29 tui(1 3o vorhanden sind. Die Breite
a' des ain ( )rte des Tripelspiegel# ih abgebildeten Lichtnnterbrechungsteiles 31
der Unterbreclierscheibe ist gleich der Brite der Lichtdurchtrittsöffnung 28 und
die Teilung der -Unterbrecherscheibe gleich der Breite der Strahlendurchtrittsöffnung.
Die Intensitätskurve des vom Tripelspiegel zurückgeworfenen Lichtes beim Wandern
des Bildes eines Lichtunterbrechungsteiles über den Spiegel ist in Abb. 8 wiedergegeben.
-Nach Abb. 9 und r i ist die Strahlendurchtrittsöffnung des T ripelspiegels mit
einer ungeraden Anzahl von Lichtdurchtrittsöffnungen versehen. In beiden Fällen
ist die Breite d" des am Orte des Spiegels abgebildeten Lichtunterbrechungsteiles
32 der Unterbrecherscheibe gleich der halben und die Teilung t der Unterbrecherscheibe
gleich der ganzen Breite der Strahlendurchtrittsfläche des Tripelspiegels. Die Anordnung
der Blenden in Abb. 9 entspricht der nach Abb. 7. wahrend in Abb. ii die Strahlendurchtrittsöffnung
finit sechs Blenden 33, 3-1, 35, 3f>> 37 und 38 so bedeckt ist. daß
fünf gleich breite, svinmetrisch zu der Spiegelmitte liegende streifenförmige Lichtdurchtrittsöffnungen
39, d.0, 41, .I2 und 43 vorhanden sind. In den Abb. io und i2 sind die entsprechenden
Intensitätskurven des von den Tripelspiegeln zurückgeworfenen Lichtes, wenn (las
Bild eines Lichtunterbrechungsteiles über den Spiegel wandert, dargestellt.
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Die elektrische Schaltanordnung der 1'erstärkereinrichtung ist bei
'Verwendung der nach Abb. 3, 7, 9 und 11 dargestellten Tripelspiegel so ausgeführt
zu denken, claß der Enipfiinger nur auf die Frequenz des von dein Tripelspiegel
zurückgeworfenen Lichtes anspricht.